基于山区陡坡地段公路桥梁桩基施工的安全隐患控制研究.pdf

第卷 第期广 东 交 通 职 业 技 术 学 院 学 报 年月 收 稿 日 期：作 者 简 介：杨 建，工 程 师，本 科，研 究 方 向 为 施 工 安 全文 章 编 号：（）基 于 山 区 陡 坡 地 段 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 的 安 全 隐 患 控 制 研 究杨 建（中 铁 十 八 局 集 团 第 二 工 程 有 限 公 司，河 北 唐 山）摘要：针 对 当 前 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 安 全 隐 患 控 制 时 间 过 长、控 制 能 力 较 弱 等 问 题，提 出 了 一 种 新 型 山 区 陡坡 地 段 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 安 全 隐 患 控 制 方 法。该 方 法 分 别 针 对 路 基 安 全、高 边 坡 施 工 安 全、桩 基 安 全、基 坑开 挖 安 全、桥 墩 台、盖 梁 安 全、模 板 工 程 安 全、后 张 法 梁 板 安 全、梁 板 安 装 制 订 施 工 安 全 隐 患 控 制 方 案。该方 法 根 据 铁 路 桥 梁 荷 载 和 参 数 计 算 结 果 实 现 建 模，通 过 信 息 化 施 工 改 善 存 在 隐 患 的 地 方，并 对 沉 降、倾 斜、位 移 等 进 行 监 测 和 反 馈，具 有 较 强 的 控 制 能 力，能 够 较 好 地 解 决 山 区 陡 坡 地 段 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 安 全 隐 患问 题。关 键 词：陡 坡 地 段；桥 梁 桩 基；施 工 安 全；安 全 隐 患中 图 分 类 号：文 献 标 识 码：（，）：，：；在 山 区 陡 坡 地 段 施 工 通 常 面 临 许 多 技 术 难 题和 安 全 隐 患，这 些 问 题 影 响 着 公 路 桥 梁 是 否 能 够在 安 全 第 一 的 施 工 前 提 下 按 时 达 标 完 成 工 程。本 文 基 于 连 接 青 兰 高 速 和 福 兰 高 速 的线 工程，对 施 工 过 程 中 可 能 存 在 的 桥 梁 桩 基 施 工 隐 患点、隐 患 数 值 进 行 分 析，并 对 公 路 桥 梁 桩 基 施 工安 全 隐 患 进 行 信 息 化 施 工，实 现 安 全 隐 患 控 制，以 期 实 现 为 以 后 的 复 杂 地 段 施 工 提 供 借 鉴。工 程 概 况线 是 连 接 青 兰 高 速 和 福 兰 高 速 的 交 通 要道。本 工 程 始 于 项 目终 点，终 于 甘 宁 边 界 的李 家 堡 子。本 区 间 内 需 施 工 ，需 要 处 理 特殊 路 基，构 建座 桥 梁、个 通 道 和个约 长 的 涵 洞，并 需 要 连 接 一 段 砂 砾 路段。其 中 危 险 性 较 高 的 部 分 有 土 石 方 开 挖、第期杨 建：基 于 山 区 陡 坡 地 段 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 的 安 全 隐 患 控 制 研 究 高 边 坡 处 理、薄 壁 空 心 墩 施 工、桩 基 施 工、高 大模 板 工 程、梁 板 预 制、梁 板 安 装。陡 坡 地 段 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 安 全 隐 患 控 制 路 基 安 全 施 工首 先，在 整 个 路 基 施 工 过 程 中 做 好 以 下 基 本安 全 保 证：在 路 基 施 工 现 场 入 口 处 设 置“闲 人免 入”的 警 示 牌，安 全 员 时 刻 佩 戴 安 全 帽 和 安 全袖 标；清 理 周 围 环 境，避 免 因 施 工 带 来 火 灾 或其 他 风 险；在 夜 晚 施 工 时，确 保 灯 源 充 足，电气 设 备 的 应 用 和 管 理 都 要 符 合 标 准，避 免 用 电 不规 范 带 来 的 隐 患。其 次，对 于 施 工 现 场，要 保证：开 挖 区 域 有 警 示 标 志，协 调 作 业 时 间，严禁 交 叉 作 业；开 挖 作 业 按 顺 序 进 行，确 定 好 挖空 深 度，并 及 时 清 理 挖 出 的 东 西；在 挖 完 后 的填 方 施 工 中，尤 其 是 夜 间 填 方 过 程 中，要 有 专 人指 挥，并 在 路 基 边 缘 设 置 荧 光 标 识。最 后，要 提升 人 员 的 施 工 安 全 意 识，坚 决 杜 绝 无 证 上 岗、擅自 施 工、“三 违”作 业 等 现 象 发 生。高 边 坡 施 工 安 全 施 工在 高 边 坡 作 业 过 程 中，最 主 要 的 是 避 免 浇 筑时 可 能 发 生 的 机 械 或 触 电 事 故，以 及 在 清 坡 过 程中 可 能 发 生 的 坍 塌、高 处 坠 落、高 空 坠 物 带 来 的意 外 伤 害。因 此，在 施 工 中，首 先 要 做 好 地 质 勘查 工 作，对 地 下 水、不 稳 定 岩 体 等 进 行 详 分 析，主 要 采 取 开 挖 一 层、保 护 一 层 的 工 作 方 法。在 清理 边 坡 的 过 程 中，要 对 排 水 沟 等 进 行 施 工，对 地下 水 深 度 等 情 况 进 行 严 格 检 测，同 时，工 作 人 员在 清 理 边 坡 时 做 好 安 全 措 施，保 证 人 员 安 全。桩 基 安 全 施 工桩 基 安 全 施 工 过 程 中 主 要 注 意：在 钻 孔 桩施 工 中 清 除 周 边 杂 物，对 土 壤 进 行 压 实 处 理，做好 钻 孔 口 临 边 防 护；选 取 回 旋 钻 机 或 旋 挖 钻 施工，进 行 钻 机 作 业 时 保 持 四 周 稳 固，避 免 发 生 跑位。在 钻 孔 桩 成 孔 后，对 孔 深、孔 形 状 等 情 况进 行 验 收，做 好 防 护，在 孔 内 设 置 半 月 板。陡 坡 地 段 桥 梁 桩 基 防 护 技 术（）塌 孔 的 防 护 技 术。经 验 丰 富 的 挖 孔 工 作人 员 可 以 准 确 判 断 是 否 有 钻 孔 的 迹 象，并 采 取 适当 的 紧 急 措 施。如 果 岩 石 和 土 壤 层 极 其 贫 瘠，支撑 模 板 已 为 时 过 晚，并 且 挡 土 墙 的 混 凝 土 无 法 浇筑，则 可 以 直 接 使 用 挡 土 墙 代 替 混 凝 土 挡 土 墙，以 免 因 防 护 墙 倒 塌 而 造 成 不 必 要 的 工 程 事 故。（）护 壁 施 工 的 防 护 技 术。对 于 开 挖 桩 而言，必 须 连 续 开 展 开 挖 工 作 与 保 护 墙 工 作，中 间不 得 暂 停，以 此 可 以 有 效 避 免 孔 壁 倒 塌。结 合 项目 实 际 地 质、水 文 条 件，必 须 科 学 地 选 择 支 护 和保 护 墙 的 方 法。关 于 保 护 墙 结 构 的 要 求，在 控 制混 凝 土 材 料 的 混 合 比 时 必 须 保 证 混 凝 土 墙 的 厚 度满 足 相 关 规 范（大 于）。施 工 单 位 有 必 要 定期 对 现 场 开 挖 人 员 开 展 技 术 方 面 的 培 训 工 作，并做 好 现 场 技 术 指 导 与 管 理。基 坑 开 挖 安 全 施 工基 坑 开 挖 施 工 前，要 做 好 以 下 准 备：做 好现 场 勘 查 工 作，清 除 无 关 杂 物；施 工 现 场 的 防洪 排 洪 能 力 要 强，需 设 置 排 水 沟、截 水 沟；做好 测 量 工 作，确 定 挖 掘 深 度、位 置 等 相 关 信 息；对 水、电、开 挖 设 备 等 基 础 设 施 进 行 准 备 情 况检 查。此 外，在 开 挖 前 还 必 须 了 解 土 质、水 质 等基 本 情 况，进 行 仔 细 检 查。本 工 程 测 得 地 下 水 约位 于 地 下；对 于 墩 柱 的 施 工 要 重 点 预 防 高 处坠 物 现 象 发 生；进 行 支 架 浇 筑 时，要 防 止 支 架 发生 坍 塌，搭 设 要 使 其 受 力 均 匀。模 板 工 程 安 全 施 工模 板 施 工 前 需 搭 设 施 工 平 台，模 板 连 接 要 牢固，各 模 板 间 保 持 平 直，安 装 过 程 至 少 保 证 有 两人。在 模 板 拆 除 过 程 中，确 保 分 工 明 确、服 从 管理，操 作 过 程 要 全 神 贯 注。拆 除 时 按 照 一 定 的 顺序 进 行，保 证 拆 除 过 程 的 连 续 性。拆 除 结 束 后 要分 类 整 理 各 类 零 件 以 便 下 次 使 用。梁 板 安 装 安 全 施 工梁 板 安 装 之 前 要 做 好 安 全 检 查 工 作，确 保 设备、人 员 的 安 全 工 作 到 位。在 架 梁 作 业 时，要 确保 桥 梁 下 的 车 辆、行 人 不 受 影 响。进 行 吊 梁 作 业时 要 进 行 试 吊，确 保 吊 机 不 会 负 载 工 作，使 用 架桥 机 等 大 型 设 备 时 要 多 人 分 工 合 作，保 证 设 备 各部 件 能 够 灵 活 工 作，并 安 排 检 查 人 员 随 时 进 行 监督 和 指 导。陡 坡 地 段 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 安 全 隐 患 分 析 铁 路 桥 安 全 性 控 制 标 准参 考 相 关 数 据 可 知，简 支 梁 桥 的 墩 台 沉 降 要控 制 在 内，相 邻 墩 台 的 沉 降 要；静 定 结 构 下，墩 台 最 大 沉 降 值 要 控 制 在 内，明 桥 面 沉 降 在 内。考 虑 到 铁 桥 沉 降 要求 严 格，桥 墩 沉 降 过 大 会 带 来 不 良 影 响，因 此，对 桥 墩 墩 身 的 沉 降 最 低 值 应 控 制 在 内，桥墩 墩 身 位 移 最 低 控 制 线 也 应 保 持 在 这 一 数 值 内。广 东 交 通 职 业 技 术 学 院 学 报第卷对 于 桥 身 倾 斜 情 况 的 控 制 要 尽 量 精 确，最 小 误 差控 制 在 。铁 路 桥 梁 荷 载 计 算在 本 项 目 中，拟 采 用型 混 泥 土 枕 进 行 铺设。计 算 铁 路 桥 梁 荷 载 情 况 时，主 要 对 轮 轨 冲 击力、轨 枕 最 大 压 力、道 床 中 垂 向 应 力 进 行 计 算。其 中，采 用 式（）计 算 轮 轨 冲 击 力：（）（）式 中：为 动 轮 载；为 轴 重；为 速 度 影响 系 数；为 列 车 的 速 度。轨 枕 最 大 压 力 计 算 公 式 为：（）式 中：为 路 基 顶 面 应 力 受 力 面 积，根 据 官 方参 考 资 料 可 以 计 算 得 出 轨 枕 能 承 受 的 最 大 压 力。道 床 中 垂 向 应 力 的 计 算 受 单 个 枕 轨 的 影 响，得 出 的 最 大 值 应 该 是 隧 道 开 挖 时 列 车 对 地 表 的 一个 垂 直 应 力。经 测 试，动 车 路 基 面 的 最 大 应 力 值 为，此 时 动 车 组 的 路 基 面 最 大 应 力 值 最 小。计 算 参 数 及 建 模本 项 目 中 各 数 值 的 参 数 是 根 据 工 程 地 质 情 况来 测 得 的，对 人 工 填 土 粉、质 黏 土、石 土 等 的 粘聚 力、弹 力 等 多 种 情 况 进 行 计 算 并 得 到 相 关 参数。采 用模 型 进 行 计 算，土 体 厚 度 从、三 个 方 向 分 别 取 值，桥 墩、桥 梁、围 岩 都采 用 实 体 结 构。加 固 梁 与 桥 墩 连 接 剖 面 示 意 图 见图。在 盾 构 掘 进 步 骤 进 行 模 拟，模 拟 过 程 中 要注 意：根 据 盾 构 掌 子 面 与 铁 路 桥 的 距 离 来 决 定掘 进 速 度，当 距 离 较 远 时，掘 进 速 度 要 快；当 距离 较 近 时，速 度 要 慢。掘 进 工 作 完 成 顺 序 应 为先 右 线 后 左 线，整 个 掘 进 步 骤 主 要 分 九 步 完 成。在 加 固 时 也 要 进 行 模 型 建 构，根 据 盾 构 管 片、密实 卵 石 土 等 的 粘 聚 力、泊 松 比、摩 擦 角、弹 性 等多 种 性 能 参 数 进 行 参 数 数 值 建 构，并 采 用 实 体 单元 对 人 工 挖 孔 桩 进 行 三 维 整 体 模 型 展 示。图加 固 梁 与 桥 墩 连 接 剖 面 示 意 图 计 算 结 果 分 析各 桥 梁 墩 身 的 沉 降 情 况 见 图。通 过 分 析 采用 加 固 措 施 和 不 采 用 加 固 措 施 两 种 情 况 下 的 计 算结 果 可 知，在 不 采 取 加 固 措 施 条 件 下号 桥 墩 不受 掘 进 影 响，号 桥 墩 在 第步 和 第、步 开 挖过 程 中 沉 降 发 生 较 大，超 出 安 全 标 准。若 采 取 加固 措 施，通 过 统 计 图 可 以 发 现，号 墩 采 取 加 固措 施 后 沉 降 现 象 减 少，号 桥 墩 采 取 加 固 措 施 后沉 降 现 象 减 少 效 果 不 如号。由 此 得 出 结 论：采取 加 固 措 施 更 能 够 减 小 盾 构 开 挖 对 桥 梁 的 影 响，保 证 沉 降 值 保 持 在 安 全 范 围 内。图各 桥 梁 墩 身 沉 降 情 况通 过 调 研 与 实 际 数 据 测 查，得 出 桥 墩 墩 身 沉降 警 戒 值 为，位 移 与 桥 墩 墩 身 沉 降 值 为，铁 路 荷 载 为。加 固 与 不 加 固 的 模型 分 析 计 算 表 明，采 取 加 固 更 能 够 有 效 减 小 盾 构开 挖 对 桥 梁 的 影 响。陡 坡 地 段 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 安 全 隐 患 信 息化 施 工 信 息 化 施 工 的 内 容 及 方 法在 信 息 化 施 工 中，应 重 点 把 握 桥 墩 墩 身 的 沉降、位 移 和 倾 斜 程 度，采 用 精 密 水 准 测 量 方 法，监 测 所 需 的 仪 器 设 备 主 要 是 全 站 仪 和 铝 合 金 尺。监 测 工 作 方 法 主 要 为：对 监 测 点 进 行 安 装 监测 设 备，每 距 离 设 置 一 个 监 控 设 备。对 桥墩 墩 身 的 监 测，要 在 桥 墩 底 部 的 四 个 方 向 都 安 装监 控 设 备，在 顶 点 处 设 置 倾 斜 仪。水 平 位 移 主 要使 用 反 光 贴 片 贴 在 桥 墩 墩 身 用 全 站 仪 进 行 监 测，倾斜 角 度 的 勘 测 主 要 使 用 倾 斜 仪 对 桥 墩 墩 身 进 行 监 测。对 监 测 点 埋 设 位 置 的 要 求：监 测 点 的 埋 设必 须 严 格 按 照 设 计 方 案 进 行，若 因 为 实 际 情 况 需要 减 少 监 测 点，要 根 据 现 场 情 况 加 大 对 其 他 地 区的 监 测；监 测 设 备 的 埋 设 要 在 施 工 前 的个 月内 完 成，并 在 监 测 点 进 行 至 少次 设 备 检 测；第期杨 建：基 于 山 区 陡 坡 地 段 公 路 桥 梁 桩 基 施 工 的 安 全 隐 患 控 制 研 究 监 测 点 要 按 顺 序 编 号，并 在 现 场 用 防 水 材 料 做 好标 记；监 测 点 的 布 置 要 保 证 在 不 破 坏 桥 墩 墩 身等 结 构 的 基 础 上，最 大 限 度 地 方 便 记 录 数 据。监 测 要 求监 测 过 程 中 主 要 把 握 监 测 精 度、监 测 实 际 测得 值 与 预 警 值 之 间 的 关 系、监 测 频 率 和 数 据 处 理以 及 信 息 反 馈。在 监 测 精 度 上 要 严 格 对 比 国 家 相关 规 范，确 定 精 度 符 合 范 围，对 沉 降、隆 起 等 现象 进 行 精 度 测 量 与 对 比。对 桥 墩 墩 身、倾 斜 程度、位 移 程 度 以 及 地 表 隆 起 程 度 进 行 测 量 后 与 预警 值 进 行 比 较。对 于 监 测 频 率，在 施 工 期 间，需要 每 天 监 测 次，当 发 现 变 形 速 率 过 快 时 要加 大 监 测 频 率，每 隔小 时 测 一 次。超 过 预 警 值时，工 作 人 员 要 及 时 上 报；出 现 异 常 数 据 时，要加 大 监 测 频 率，并 做 好 监 测 数 值 数 据 统 计，画 出数 据 折 线 图，以 便 对 数 据 进 行 合 理 分 析。监 测 时 间监 测 时 间 和 施 工 时 间 成 正 相 关 关 系，初 始 值的 测 定 要 在 施 工 前 一 周 前 完 成，在 正 常 施 工 过 程中 按 照 设 计 方 案 的 监 测 频 率 进 行 监 测，此 后 对 各数 值 进 行 为 期 个 月 的 监 测，结 果 见 表。表监 测 结 果序 号量 测 项 目控 制 标 准预 测 值地 表 沉 降、桥 墩 墩 身 沉 降 桥 墩 墩 身 位 移 桥 墩 墩 身 倾 斜 横 向：纵 向：横 向：纵 向：、号 桥 墩 分 别 在 桩 基 加 固 过 程 中 发 生了 沉 降，号 桥 墩 在 左 线 盾 构 过 程 中 也 发 生 了 沉降，号 桥 墩 仅 在 右 线 盾 构 下 发 生 了 沉 降，沉 降范 围 均 在 控 制 范 围 之 内。对 于 桥 身 倾 斜 情 况，号 和号 的 桥 身 倾 斜 斜 率 都 在 控 制 范 围 之 内，号 在 完 工 之 前 测 得 数 值 也 在 符 合 范 围 之 内。通 过 对 桥 墩 墩 身 的 沉 降、倾 斜 程 度 及 位 移 情况 进 行 监 测 发 现，盾 构 对 铁 路 桥 身 的 沉 降 会 产 生影 响，但 影 响 值 都 在 控 制 范 围 内；桥 身 倾 斜 程 度也 会 因 沉 降 发 生 变 化，但 变 化 范 围 也 在 允 许 范 围内。根 据 监 测 数 据，经 过 加 固 处 理 之 后 盾 构 对 桥身 影 响 会 减 小 很 多，证 明 加 固 方 案 的 有 效 性。结 束 语本 文 针 对 施 工 过 程 中 可 能 存 在 的 安 全 隐 患，一 一 提 出 相 应 的 安 全 控 制 方 案，解 决 了 施 工 中 最主 要 的 安 全 保 障 问 题。通 过 对 安 全 隐 患 的 数 据 进行 监 测、建 模 计 算 以 及 数 据 分 析 等，对 施 工 过 程中 可 能 出 现 的 不 良 隐 患 进 行 排 查 和 分 析，并 对 这些 存 在 隐 患 的 地 方 进 行 信 息 化 施 工，采 用 相 应 方法 对 沉 降、倾 斜、位 移 等 进 行 监 测 和 反 馈，尽 可能 降 低 盾 构 过 程 可 能 对 桥 墩 墩 身 带 来 的 影 响，分析 和 合 理 化 解 决 各 部 分 的 安 全 隐 患，以 期 为 同 类工 程 提 供 参 考。参 考 文 献：许 桂 生大 跨 浅 埋 暗 挖 隧 道 近 接 桥 桩 施 工 扰 动 影 响 及控 制 技 术 研 究 中 外 公 路，（）：刘 佩大 直 径 浅 埋 顶 管 隧 道 邻 近 桥 桩 施 工 安 全 控 制 技术 研 究 公 路，（）：邹 春 蓉，康 圣 雨，任 东 华新 建 高 速 公 路 桥 梁 对 既 有 隧道 安 全 影 响 分 析 现 代 隧 道 技 术，（）：徐 亚 光，曹 文，康 圣 雨新 建 公 路 桥 梁 对 既 有 铁 路 桥 隧的 影 响 分 析 铁 道 建 筑，（）：王 旭 东，郝 宪 武，费 鹏 波，等堆 载 对 黄 土 陡 坡 地 区 群 桩基 础 力 学 特 性 的 影 响 公 路，（）：刘 朝 阳，吕 永 波，刘 步 实，等高 速 公 路 桥 梁 施 工 过 程 安全 评 估 及 预 警 研 究 北 京 交 通 大 学 学 报，（）：刘 成山 区 高 速 公 路 中 小 跨 径 桥 梁 高 墩 施 工 工 艺 分 析公 路 交 通 科 技（应 用 技 术 版），（）：高 辉，张 旭 梁，施 卫 星弃 渣 区 桥 梁 深 桩 基 施 工 防 护 措施 及 安 全 性 分 析 结 构 工 程 师，（）：冉 佳 亮软 基 地 段 现 浇 连 续 道 岔 梁 模 板 支 撑 体 系 技 术研 究 施 工 技 术，（）：杨 晓 华，李 爱 明，李 吉 富山 区 既 有 公 路 桥 梁 桩 基 下 伏溶 洞 处 治 技 术 公 路，（）：李 进 飞，郭 利 勇潜 孔 钻 辅 助 人 工 挖 孔 桩 施 工 工 艺 在山 区 岩 石 地 质 桩 基 施 工 中 的 应 用 公 路 交 通 科 技（应 用 技 术 版），（）：舒 大 勇，夏 赞 良，吴 位 伦，等山 区 桥 梁 桩 基 深 层 一 次成 孔 施 工 技 术 施 工 技 术，（）：李 强，秦 余 顺中 老 铁 路 桥 梁 桩 基 岩 溶 处 理 施 工 技 术研 究 中 国 岩 溶，（）：郭 泳 江山 区 高 速 公 路 桥 梁 桩 基 病 害 处 治 探 讨 公路 交 通 科 技（应 用 技 术 版），（）：邓 会 元，戴 国 亮，龚 维 明，等海 域 人 工 岛 填 筑 及 地 下互 通 隧 道 施 工 对 邻 近 桥 梁 桩 基 影 响 研 究 水 利 水电 技 术，（）：